楊棟 張建立 郭景輝 張建

[摘? ? 要]在21世紀(jì)的當(dāng)下，我國正處于高速的經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展過程中。由于人民生活水平和國家醫(yī)療水平的提高，我國的人口基數(shù)也在不斷的擴(kuò)大。隨著人口的增長和國家實力的提高，煤炭資源作為我國重要的生產(chǎn)生活能源，依然保持著穩(wěn)定的戰(zhàn)略地位以及龐大的市場份額。而在傳統(tǒng)的電廠燃煤發(fā)電的工作過程中，由于無法及時對輸煤系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，也無法直觀的對煤質(zhì)信息進(jìn)行獲取。因此，針對發(fā)電輸煤工作中經(jīng)常出現(xiàn)煤質(zhì)信息獲取不及時、輸煤工作各流程監(jiān)測不及時、燃煤損耗量大、人力投入量大、工作結(jié)果不達(dá)標(biāo)等問題。因此，我國當(dāng)下的發(fā)電輸煤工作技術(shù)急需一次徹底的革新，煤質(zhì)信息可視化模型的出現(xiàn)，就可以大大的改善發(fā)電輸煤工作中出現(xiàn)的問題。

[關(guān)鍵詞]煤質(zhì)信息的可視化;定義;應(yīng)用;Libs;優(yōu)勢

[中圖分類號]TM621 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–0–02

Research on the Visualization Model of Coal Quality Information

in Power Generation Coal Handling Face

Yang Dong，Zhang Jian-li，Guo Jing-hui，Zhang Jian

[Abstract]In the 21st century， our country is in the process of rapid economic and technological development. Due to the improvement of people's living standards and the country's medical standards， my country's population base is also constantly expanding. With population growth and the improvement of national strength， coal resources， as an important energy source for production and living in my country， still maintain a stable strategic position and a huge market share. In the working process of traditional coal-fired power plants， the working status of the coal transportation system cannot be monitored in time， and the coal quality information cannot be obtained intuitively. Therefore， problems such as untimely acquisition of coal quality information， untimely monitoring of various processes of coal transportation， large coal consumption， large manpower input， and substandard work results often occur in the work of power generation and coal transportation. Therefore， my country's current power generation and coal transportation technology urgently needs a thorough innovation. The emergence of coal quality information visualization models can greatly improve the problems that occur in power generation and coal transportation.

[Keywords]visualization of coal quality information; definition; application; Libs; advantage

煤炭作為從18世紀(jì)以來，一直是人類使用最多的主要能源之一，在未來的很長一段時間內(nèi)，煤炭依然是人類社會生產(chǎn)生活的必須能源之一。作為如此重要的生活能源，發(fā)電輸煤工作的安全和全面也關(guān)系到我國的工業(yè)乃至整個社會方方面面發(fā)展的穩(wěn)定性。我國正處于高速的經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展過程中。由于人民生活水平和國家醫(yī)療水平的提高，我國的人口基數(shù)也在不斷的擴(kuò)大。隨著人口的增長和國家實力的提高，煤炭資源作為我國重要的生產(chǎn)生活能源，依然保持著穩(wěn)定的戰(zhàn)略地位以及龐大的市場份額。發(fā)電輸煤工作不僅是企業(yè)的工作，更是與民眾息息相關(guān)的生存資本。在傳統(tǒng)的電廠燃煤發(fā)電的工作過程中，由于無法及時對輸煤系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，也無法直觀地對煤質(zhì)信息進(jìn)行獲取。因此，在發(fā)電輸煤工作中，經(jīng)常出現(xiàn)煤質(zhì)信息獲取不及時、輸煤工作各流程監(jiān)測不及時、燃煤損耗量大、人力投入量大、工作結(jié)果不達(dá)標(biāo)等問題。因此，為了解決這些存在的問題，必須探尋如何更直觀和全面地發(fā)電輸煤工作進(jìn)行監(jiān)測。因此，建立一個煤質(zhì)信息可視化模型是不可避免的，煤質(zhì)信息可視化模型的建立更是對發(fā)電輸煤工作技術(shù)的一次重大革新。

1 煤質(zhì)信息的可視化模型的定義

煤質(zhì)信息可視化模型就是在發(fā)電輸煤的過程中，運用當(dāng)下發(fā)達(dá)的計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對輸煤、燃煤發(fā)電的過程進(jìn)行媒流可視化操作。煤流可視化又被稱為輸煤可視化。當(dāng)輸煤系統(tǒng)啟動時，監(jiān)測人員和工作人員可以在電子設(shè)備上通過合成的三維動畫，對發(fā)電輸煤過程中的原煤流動狀態(tài)、通過哪條皮帶進(jìn)行輸送、通過哪個犁煤器分割以及最終落入哪一個煤倉的全流程進(jìn)行實時監(jiān)控。煤質(zhì)全流程可視化又可以分為原煤倉分層煤質(zhì)可視化以及磨煤機(jī)當(dāng)前煤質(zhì)可視化。煤質(zhì)全流程可視化系統(tǒng)的工作原理，就是有電腦依據(jù)輸煤系統(tǒng)中最后一條輸煤皮帶犁煤器的起落狀態(tài)，判斷各個煤倉的加煤狀態(tài)。煤流可視化的獲取數(shù)據(jù)是從pi數(shù)據(jù)庫里面取過來，然后取過來再寫到MySQL的數(shù)據(jù)庫里面。在電腦監(jiān)測的過程中，通過軟件體現(xiàn)各個煤倉的實時加煤記錄。即，煤倉什么時候開始加煤，加了多少噸煤，什么時候結(jié)束加煤了。煤質(zhì)全流程的可視化系統(tǒng)都會主動對上煤和加煤時間以及數(shù)量進(jìn)行記錄，并且對每個原煤倉上煤量進(jìn)行實時統(tǒng)計。通過對煤質(zhì)信息可視化模型也就是煤質(zhì)全流程可視化系統(tǒng)的使用，可以使輸煤過程中，各個環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)簡潔明了，可以幫助發(fā)電輸煤工作更加順利地進(jìn)行。

2 媒質(zhì)信息可視化模型的應(yīng)用

2.1 基于Libs監(jiān)測下的煤質(zhì)信息可視化模型的工作流程

煤質(zhì)信息可視化模型就是運用當(dāng)下發(fā)達(dá)的計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對輸煤、燃煤發(fā)電的過程進(jìn)行媒流可視化操作。而煤質(zhì)信息可視化模型也就是煤質(zhì)全流程可視化系統(tǒng)，就是在依托于libs（燃煤煤質(zhì)精準(zhǔn)在線監(jiān)測裝置），監(jiān)測輸煤工作過程中各個流程的運行狀態(tài)以及現(xiàn)狀，并在電子設(shè)備上通過三維動畫進(jìn)行實時顯現(xiàn)，并對各煤倉的加媒和煤質(zhì)狀況進(jìn)行監(jiān)測。煤質(zhì)信息可視化模型的基本工作原理和流程包括以下幾個方面。

（1）當(dāng)輸煤系統(tǒng)啟動時，通過煤質(zhì)信息可視化模型在監(jiān)測設(shè)備上所生成的實時模擬輸煤進(jìn)程的三維動畫進(jìn)行輸煤進(jìn)程監(jiān)測。通過三維動畫的表現(xiàn)，監(jiān)測者可以更直觀、更清晰、更全面地對原煤流動進(jìn)行監(jiān)控。

（2）煤質(zhì)全流程可視化系統(tǒng)通過對輸煤系統(tǒng)中最后一條輸煤皮帶犁煤器起落狀態(tài)的監(jiān)測，判斷各個煤倉的加煤狀態(tài)，并且在軟件中對各煤倉的加煤開始時間，加煤具體數(shù)量以及結(jié)束加媒時間進(jìn)行實時記錄，實時地對各原煤倉的上煤量進(jìn)行統(tǒng)計。

（3）煤質(zhì)信息可視化模型下，監(jiān)測設(shè)備可以通過libs獲取實時的煤炭質(zhì)量的（固定碳、發(fā)熱量、揮發(fā)分、灰分、全硫、全水、氫）7個數(shù)據(jù)。模型通過對原煤倉最后一次加煤所監(jiān)測的煤質(zhì)數(shù)據(jù)以及運輸皮帶的瞬時流量、運行狀態(tài)和犁煤器的起落狀態(tài)，就可以計算出煤倉當(dāng)前所加的煤種，更加方便地對各種原煤的篩查和調(diào)配。

（4）在通過模型和libs的共同運作得到煤質(zhì)數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)可以根據(jù)從二區(qū)pi數(shù)據(jù)庫里獲取的原煤倉料位高度，精準(zhǔn)地計算出原煤倉內(nèi)部本次加煤的高度區(qū)間以及所加煤炭的煤質(zhì)。在數(shù)據(jù)計算過程中，煤倉的三維動畫可視圖也會隨之出現(xiàn)。通過對煤質(zhì)數(shù)據(jù)以及煤倉三維動畫的監(jiān)測，工作人員可以更加輕松而準(zhǔn)確地得到煤質(zhì)數(shù)據(jù)以及煤倉狀況。通過系統(tǒng)的全面監(jiān)測和計算，各個煤倉的煤質(zhì)狀態(tài)，第二煤倉煤位高度以及各個煤倉中分別是什么煤都可以直觀地通過三維動畫進(jìn)行展示，從而更加方便觀測。

（5）發(fā)電輸煤過程中對煤質(zhì)可視化模型的應(yīng)用，也可以對煤炭的燃燒過程進(jìn)行監(jiān)控。檢測系統(tǒng)在對煤炭燃燒過程進(jìn)行檢測之后會將煤炭燃燒的實時狀態(tài)通過顏色在監(jiān)測設(shè)備中進(jìn)行體現(xiàn)。在煤質(zhì)可視化模型的燃燒指數(shù)畫面中，如果燃燒狀態(tài)顏色為藍(lán)色就表示煤炭燃燒處于正常狀態(tài);如果在燃燒指數(shù)畫面中，煤炭的燃燒狀態(tài)為黃色，就說明當(dāng)下的煤炭燃燒狀態(tài)存在問題，系統(tǒng)進(jìn)入了預(yù)警狀態(tài)，可能是燃燒的煤炭存在煤質(zhì)問題。如果想確定系統(tǒng)預(yù)警的具體原因，就需要看系統(tǒng)中對燃燒過程的詳細(xì)闡述，從而確定問題并及時進(jìn)行改善;如果在燃燒指數(shù)畫面中，煤炭的燃燒狀態(tài)為紅色，那就說明系統(tǒng)處于報警狀態(tài)，需要工作人員立刻進(jìn)行處理和解決。煤質(zhì)可視化模型得到報警系統(tǒng)是在煤質(zhì)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，計算出燃煤的爆燃指數(shù)、結(jié)焦指數(shù)、可燃指數(shù)、燃盡指數(shù)以及排放指數(shù)。比如，爆燃就是這批煤容易爆裂燃燒和爆炸?？扇夹灾笖?shù)如果低就說明這批煤不易燃燒。在出現(xiàn)這些情況時，系統(tǒng)就會進(jìn)行報警，然后工作人員就可以在煤質(zhì)較差的煤塊進(jìn)入磨煤機(jī)之前及時進(jìn)行篩選和處理，避免燃煤過程中事故發(fā)生。

2.2 煤質(zhì)信息可視化模型在日常開采和生活中的應(yīng)用

煤質(zhì)信息可視化模型除了可以在發(fā)電輸煤的工作過程中使用，它在同類型的企業(yè)中也可以起到很好的作用。比如，在焦化廠、造紙廠、化工廠、水泥廠、磚廠、藥廠、飼料廠、復(fù)烤廠、酒廠、化肥廠的工作過程中，如果都可以作用煤質(zhì)可視化模型，就可以大大減少燃料的損耗。通過煤質(zhì)信息可視化模型的監(jiān)測，也可以減少在煤質(zhì)監(jiān)測上的人員投入。因此，通過對煤質(zhì)可視化模型的應(yīng)用，可以大大提高產(chǎn)品的品質(zhì)，減少制作的燃料損耗以及人力成本，從而達(dá)到商品的利益最大化。

3 煤質(zhì)信息可視化模型的優(yōu)勢

煤質(zhì)信息可視化模型是在發(fā)電輸煤的過程中，運用當(dāng)下發(fā)達(dá)的計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對輸煤、燃煤發(fā)電的過程進(jìn)行媒流可視化操作。與我國傳統(tǒng)的煤炭質(zhì)量及運作流程的監(jiān)測手段比起來，煤質(zhì)信息可視化模型由于其專業(yè)性、準(zhǔn)確性和實時性等特點，具有很大的優(yōu)勢。在目前看來，煤質(zhì)信息可視化模型的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點。

（1）統(tǒng)籌規(guī)劃，全面掌控。

煤質(zhì)信息可視化模型的運作通過利用先進(jìn)的電子設(shè)備和科學(xué)技術(shù)以及l(fā)ibs裝置的串聯(lián)，宏觀地對煤炭在燃燒前以及燃燒中的各流程中的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。然后在系統(tǒng)計算得到數(shù)據(jù)之后，在監(jiān)測設(shè)備中生成實時的三維動畫，并且對各個環(huán)節(jié)的詳細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。比如，系統(tǒng)可以通過對輸煤系統(tǒng)中最后一條輸煤皮帶犁煤器起落狀態(tài)的監(jiān)測，判斷各個煤倉的加煤狀態(tài)，并且在軟件中對各個煤倉的加煤開始時間，加煤具體數(shù)量以及結(jié)束加煤的時間進(jìn)行實時記錄，實時地對各個原煤倉的上煤量進(jìn)行統(tǒng)計。

（2）信息直觀化，更容易觀測。

煤質(zhì)信息可視化模型的運行中，在輸煤系統(tǒng)啟動時，通過煤質(zhì)信息可視化模型可以在監(jiān)測設(shè)備上生成實時的模擬輸煤進(jìn)程的三維動畫進(jìn)行輸煤進(jìn)程監(jiān)測。與傳統(tǒng)的煤炭質(zhì)量和輸煤過程監(jiān)測手段相比，煤質(zhì)信息可視化模型可以在監(jiān)測的過程中，實時地對輸煤過程的各個環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。比如，煤質(zhì)信息可視化系統(tǒng)可以通過對輸煤系統(tǒng)中最后一條輸煤皮帶犁煤器起落狀態(tài)的監(jiān)測，從而對各個煤倉的加煤狀態(tài)進(jìn)行判斷，并且煤質(zhì)信息可視化系統(tǒng)可以在軟件中對各個煤倉的加煤開始時間，加煤具體數(shù)量以及結(jié)束加媒時間進(jìn)行實時記錄，對各個原煤倉的上煤量進(jìn)行統(tǒng)計。通過實時監(jiān)控加煤過程的數(shù)據(jù)，可以對輸煤系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行及時了解和調(diào)整，從而對輸煤工作的監(jiān)測和調(diào)整提供了便利性和參考性。與傳統(tǒng)的煤炭質(zhì)量和輸煤過程監(jiān)測手段不同，煤質(zhì)信息可視化模型可以將所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過三維動畫的方式呈現(xiàn)出來。比如，模型在得到煤質(zhì)數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)可以根據(jù)從二區(qū)pi數(shù)據(jù)庫里獲取的原煤倉料位高度，精準(zhǔn)的計算出原煤倉內(nèi)部本次加煤的高度區(qū)間以及所加煤炭的煤質(zhì)。計算所得到的數(shù)據(jù)也會用三維視圖的方式展現(xiàn)出來，從而各個煤倉的煤質(zhì)狀態(tài)，第二煤倉煤位高度以及各個煤倉中分別是什么煤都可以直觀的通過三維動畫進(jìn)行展示，大大方便了工作人員進(jìn)行觀測。

（3）節(jié)省大量人力，降低人力成本。

煤質(zhì)信息可視化模型區(qū)別于傳統(tǒng)的監(jiān)測手段的區(qū)別就在于，它只依賴大量的科技技術(shù)對煤流狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測并記錄，然后通過三維動畫和詳細(xì)的數(shù)據(jù)錄入呈現(xiàn)在監(jiān)測者面前。比起傳統(tǒng)的監(jiān)測模式，煤質(zhì)信息可視化模型不需要在煤流過程中的每個環(huán)節(jié)都安插大量的監(jiān)測人員，而是只需要在監(jiān)測設(shè)備環(huán)節(jié)安插更專業(yè)的高精尖人才就行。這樣就可以大大地減少在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的人力投入成本，從而最大程度地為企業(yè)實現(xiàn)商業(yè)價值。

4 結(jié)束語

隨著我國科技的不斷發(fā)展，發(fā)電輸煤工作中的煤流、煤質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的革新也是不可避免的。相較于傳統(tǒng)的監(jiān)測手段，煤質(zhì)信息可視化模型的出現(xiàn)，可以對發(fā)電輸煤工作中的煤質(zhì)和煤流信息進(jìn)行可視化展示，從而便利工作人員進(jìn)行直觀的統(tǒng)籌規(guī)劃和全面掌控，進(jìn)行煤質(zhì)篩選，進(jìn)一步降低煤炭損耗并提高利用率。通過煤質(zhì)信息可視化模型的應(yīng)用，也可以大大的減少企業(yè)的人力成本投入，從而實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品商業(yè)價值的最大化。

煤質(zhì)信息可視化模型不僅可以適用于發(fā)電輸煤的工作，在其他的煤炭相關(guān)行業(yè)也有其獨特的優(yōu)勢。相信在不久的將來，煤質(zhì)信息可視化模型可以為煤炭行業(yè)帶來一場技術(shù)革新，從而最大限度地造福人民。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋博，王磊.煤炭企業(yè)煤質(zhì)檢測可視化監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].中國電子商務(wù)，2013（23）：2.